超快涡旋光在极性分子介质中的传输机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61775087
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    52.0万
  • 负责人：
    张超金
  • 依托单位：
    江苏师范大学
  • 学科分类：
    F0506.激光
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

With the deepening of the information age and the rapid development of various types of mobile communication services, the demand for improving communication capacity is also increasing. Due to the orbital angular momentum of the vortex laser, which offers a new degree of freedom in addition to light intensity, frequency and polarization, and, moreover, the number of which is theoretically infinite, its application can overcome the limitation of the traditional electromagnetic communication and greatly increase the communication capacity. Therefore, the propagation mechanism of the vortex laser has become hot issue in optical communication research aiming at larger capacity. In this project, taking polar molecules as the propagation media, the propagation properties of the orbital angular momentum of the ultrafast vortex laser, reshaping and its accompanying secondary radiation field, and the distribution of the high order vortex harmonic spectrum will be studied, and then the underling nonlinear physical mechanism will be probed into. In addition, the electron’s ultrafast dynamic processes and the scaling laws of its dependence on related parameters will also be investigated. Last but not the least, new methods to effectively control the ultrafast dynamic processes at the ultrashort time scale will be proposed.
随着社会信息化程度的不断加深和各类移动通信业务的迅猛发展，对于提高通信容量的需求也与日俱增。除光强、频率、偏振外，涡旋光具有一个额外的轨道角动量自由度，且可能的轨道角动量数理论上是无穷的，将其用于光通信可以突破传统的电磁通信容量的限制从而大幅提高通信容量。因此涡旋光传输机理的研究成为了当前大容量光通信领域中的前沿课题。本项目以极性分子为传输介质，研究超快涡旋光轨道角动量传输特性、光整形及其伴生的次级辐射新光场和高阶涡旋谐波谱分布，并系统地揭示其中的非线性物理机制。在此基础上进一步研究介质系统中的电子超快动力学过程及其对外界参数的依赖标定定律，从而提出在超短时间尺度内实现有效操控的新方案。

结项摘要

涡旋光具有无限的轨道角动量数，可用于提高通信容量，因此涡旋光传输机理的研究成为了当前大容量光通信领域中的前沿课题。借助少周期涡旋超短激光脉冲与非线性介质相互作用的麦克斯韦-布洛赫三维传输方程组和严格数值模拟程序，研究激光脉冲波形（如波长变化，空间分布不均匀性，啁啾补偿等）和非线性介质的特性改变对极端非线性光学新现象的影响，同时探讨了极端非线性光谱的强度和分布特点变化以及介质中的超快电子动力学新规律。重要结果如下：.1）研究了周期量级涡旋激光在介质系统中的传输效应，用横向电场分布直接解释了三次谐波掩盖下的二次谐波产生，比先前公开发表文章中的方法更方便和易操作[Physical Review A 96 (2017) 033854]。.2）研究了周期量级涡旋激光在极性分子系统中的传输响应，发现了奇偶次谐波并诠释了其产生的根源。相关工作发表可用于生物探测、通信和量子操控等领域[Optics Express 25 (2017) 21241]。.3）当空间非均匀涡旋激光与量子阱相互作用时，得到了“偶次谐波”。通过拓扑荷标定定律，发现这不是真正的偶次谐波，它仅仅是奇次谐波在偶次谐波位置处的拖尾增强效应。这种现象来自于激光脉冲短脉宽少周期效应超过了电场空间非均匀度效应[Optics Express 27 (2019) 37034]。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Waveform control of currents in graphene by chirped few-cycle lasers
通过啁啾少周期激光器对石墨烯中的电流进行波形控制
  • DOI：
    10.1088/1367-2630/ab74aa
  • 发表时间：
    2020-03
  • 期刊：
    New Journal of Physics
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Erheng Wu;Chaojin Zhang;Zhanshan Wang;Chengpu Liu
  • 通讯作者：
    Chengpu Liu
Characterization method of unusual second-order-harmonic generation based on vortex transformation
基于涡变换的异常二次谐波产生表征方法
  • DOI：
    10.1103/physreva.96.033854
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Zhang Chaojin;Wu Erheng;Gu Mingliang;Hu Zhengfeng;Liu Chengpu
  • 通讯作者：
    Liu Chengpu
Optical absorption coefficients in asymmetric quantum well
非对称量子阱中的光吸收系数
  • DOI：
    10.1016/j.physleta.2019.125983
  • 发表时间：
    2019-12
  • 期刊：
    Physics Letters A
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Chaojin Zhang;Cong Min;Bo Zhao
  • 通讯作者：
    Bo Zhao
Generation of a sub-atomic unit attosecond pulse via two-color hyper-Gaussian pulses
通过双色高斯脉冲生成亚原子单位阿秒脉冲
  • DOI：
    10.1088/1555-6611/ab7664
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Laser Physics
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Zhang Chaojin;Liu Chengpu
  • 通讯作者：
    Liu Chengpu
Optical absorption coefficients dependence on well parameter of a coupled quantum well
光吸收系数取决于耦合量子阱的阱参数
  • DOI：
    10.1140/epjd/s10053-021-00319-w
  • 发表时间：
    2021-12
  • 期刊：
    European Physical Journal D
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Yi Zhang;Chaojin Zhang;Bin Chen
  • 通讯作者：
    Bin Chen

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其他文献

Researching on the solution variation of double-concave disc-shaped vesicle of alcoholism blood cells
酒精中毒血细胞双凹盘状囊泡溶液变化的研究
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  • 发表时间：
    2012-11
  • 期刊：
    Optik
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    张超金
  • 通讯作者：
    张超金
The shift dependent chirping effects and carrier-envelope phase of few-cycle laser pulses
少周期激光脉冲的位移相关啁啾效应和载波包络相位
  • DOI：
    10.1016/j.physleta.2012.02.015
  • 发表时间：
    2012-02
  • 期刊：
    Physics Letters A
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    张超金
  • 通讯作者：
    张超金

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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